钢轨纵向位移的测量系统的制作方法

本实用新型涉及铁路领域，具体而言，涉及一种钢轨纵向位移的测量系统。

背景技术：

高铁无缝线路施工过程中，在单元轨节焊连锁定前，需要对钢轨进行应力放散，并根据当前温度换算拉伸长度，拉伸至锁定长度时进行钢轨焊连锁定。在对钢轨进行锁定的过程中，工作人员需要随时查看钢轨的纵向位移。

在现有技术中，多采用手动测量钢轨纵向位移变化或接触式的方式进行钢轨纵向位移测量，即在施工过程中多采用预先设置位移观测点，手动测量各个位移观测点位移变化量的方式。手工测量采用三角尺或拉线方式测量拉伸前后位移变化，人工统计多个观测点的数据汇总后判断施工有效性。

需要说明的，上述采用三角尺或拉绳方式的手动测量方式测量精度低，容易造成人为误差，可重复性差，无法满足施工过程中实时测量的要求，而且，现有的测量技术在精度、测量范围、环境适应性、安装方式等方面无法满足无缝线路焊连锁定作业过程中钢轨纵向位移测量的需求。

针对上述现有技术采用接触式或手动的测量方法导致钢轨纵向位移测量不精确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种钢轨纵向位移的测量系统，以至少解决现有技术采用接触式或手动的测量方法导致钢轨纵向位移测量不精确的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种钢轨纵向位移的测量系统，包括：弱磁块，安装于钢轨；磁致伸缩位移计，连接于钢轨的轨枕，用于感应弱磁块的磁场；采集器，与磁致伸缩位移计建立通信关系，用于采集磁致伸缩位移计发送的电信号，其中，电信号用于表征钢轨的纵向位移。

进一步地，系统还包括：信号转换器，与采集器建立通信关系，用于将电信号进行信号转换处理，生成数字信号。

进一步地，系统还包括：无线通信模块，与信号转换器建立通信关系，用于将数字信号无线发送至上位机，其中，上位机根据数字信号生成钢轨的纵向位移。

进一步地，弱磁块通过螺钉连接于磁块卡具，其中，磁块卡具通过锁紧螺栓连接于钢轨。

进一步地，锁紧螺栓上连接有马达，马达与上位机建立通信关系。

进一步地，马达用于带动锁紧螺栓正向转动或逆向转动，使得弱磁块与磁致伸缩位移计之间的距离达到预设距离。

进一步地，磁致伸缩位移计通过至少一个位移计卡具连接于钢轨的轨枕。

进一步地，钢轨的轨枕包括道钉，用于连接至少一个位移计卡具。

进一步地，磁致伸缩位移计与钢轨平行。

进一步地，系统还包括：手持终端，与上位机建立通信关系，用于接收上位机发送的钢轨的纵向位移。

在本实用新型实施例中，钢轨纵向位移的测量系统包括：弱磁块，安装于钢轨；磁致伸缩位移计，连接于钢轨的轨枕，用于感应弱磁块的磁场；采集器，与磁致伸缩位移计建立通信关系，用于采集磁致伸缩位移计发送的电信号，其中，电信号用于表征钢轨的纵向位移。解决了现有技术采用接触式或手动的测量方法导致钢轨纵向位移测量不精确的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种钢轨纵向位移的测量系统的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种可选地钢轨纵向位移的测量系统的示意图；以及

图3是根据本实用新型实施例的一种可选地钢轨纵向位移的测量系统的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供了一种钢轨纵向位移的测量系统，如图1所示，该测量系统可以包括：

弱磁块12，安装于钢轨。

磁致伸缩位移计14，连接于钢轨的轨枕，用于感应弱磁块的磁场；

采集器16，与磁致伸缩位移计建立通信关系，用于采集磁致伸缩位移计发送的电信号，其中，电信号用于表征钢轨的纵向位移。

具体地，在本方案中，可以通过设置一个采集器(采集模块)在轨道附近，采集器可以与上位机进行通讯，采集模块可以接收用户通过上位机发出的测量指令，然后开始对轨道的纵向位移进行测量。需要说明的是，当采集模块加电后，采集器自动对轨道发生的纵向位移进行采集。弱磁块可以安装在钢轨上，当采集模块接收到上述测量指令的情况下，采集器可以控制上述磁致伸缩位移计来感应安装于钢轨上的弱磁块的磁场，需要说明的是，由于弱磁块可以固定在钢轨上，如果钢轨发生了纵向位移，弱磁块也会跟随钢轨发生运动，那么磁致伸缩位移计感应的弱磁块的磁场必定会发生变化。在磁致伸缩位移计感应到的磁场发生变化的时候，磁致伸缩位移计则会生成电信号。磁致伸缩位移计在生成电信号之后，可以将上述电信号实时的反馈给本方案的采集器。

在本申请提出的实用新型中，采用弱磁块12，安装于钢轨。磁致伸缩位移计14，连接于钢轨的轨枕，用于感应弱磁块的磁场；采集器16，与磁致伸缩位移计建立通信关系，用于采集磁致伸缩位移计发送的电信号，其中，电信号用于表征钢轨的纵向位移。容易注意到，本方案采取磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场的方式来测量钢轨的纵向位移，同现有技术相比，本方案的“非接触式”的测量方法更准确，因此，本方案解决了现有技术采用接触式的测量方法导致钢轨纵向位移测量不精确的技术问题。

可选地，本实施例提供的系统还可以包括：信号转换器，与采集器建立通信关系，用于将电信号进行信号转换处理，生成数字信号。

可选地，本实施例提供的系统还可以包括：无线通信模块，与信号转换器建立通信关系，用于将数字信号无线发送至上位机，其中，上位机根据数字信号生成钢轨的纵向位移。

采集器可以根据上述电信号生成上述钢轨的纵向位移，然后将上述位移发送至无线通信模块，然后无线通信模块可以将上述钢轨发生的纵向位移无线传送至上位机。可选地，上述无线通信模块也可以将轨道的纵向位移无线发送至工作人员的手持终端，工作人员可以实时的观察到轨道所发生的纵向位移。

可选地，弱磁块通过螺钉连接于磁块卡具，其中，磁块卡具通过锁紧螺栓连接于钢轨。

可选地，结合图2所示，弱磁块通过螺钉连接于磁块卡具，其中，磁块卡具通过锁紧螺栓连接于钢轨(铁轨)。

可选地，结合图3所示，磁致伸缩位移计通过至少一个位移计卡具(图3中未示出)连接于钢轨的轨枕，结合图3，磁致伸缩位移计与钢轨的轨枕平行，因此可以保持磁致伸缩位移计与钢轨保持平行。

可选地，锁紧螺栓上连接有马达，马达与上位机建立通信关系。

可选地，马达用于带动锁紧螺栓正向转动或逆向转动，使得弱磁块与磁致伸缩位移计之间的距离达到预设距离。

具体地，结合图3，在本方案中，锁紧螺栓可以设计成可以根据调整指令自动调节弱磁块的位置，从而使得弱磁块与磁致伸缩位移计之间的距离达到预设距离，确保两者处于最佳感应范围内。

可选地，磁致伸缩位移计通过至少一个位移计卡具连接于钢轨的轨枕。

可选地，钢轨的轨枕包括道钉，用于连接至少一个位移计卡具。

可选地，磁致伸缩位移计与钢轨平行。

可选地，系统还包括：手持终端，与上位机建立通信关系，用于接收上位机发送的钢轨的纵向位移。

下面结合图2至图3，介绍本申请的一种可选的实施例：

本申请的方案可以提供一种基于磁致伸缩位移计的钢轨纵向位移测量系统，结合图2，该系统中的磁致伸缩位移计21通过两个分体的位移计卡具安装在相邻两个轨枕23的道钉25(预埋套管27)上，安装部分有锁紧装置，避免磁致伸缩位移计摆动，道钉25的位置确定了安装锁紧后磁致伸缩位移计21与轨道(轨枕)23平行。结合图3，上述系统中的弱磁块31通过螺钉固定在磁块卡具33上，磁块卡具33通过两边两个锁紧螺栓卡在钢轨35的轨头上，并能通过两个锁紧螺栓调节弱磁块31与磁致伸缩位移计的相对位置，确保两者处于最佳感应范围内。测量轨道纵向位移时，磁致伸缩位移计通过位移计卡具安装在相邻两个轨枕的道钉上，弱磁块通过磁块卡具固定在钢轨的轨头上。通过旋转位移计卡具与磁块卡具的锁紧螺栓，将磁致伸缩位移计1和弱磁块2调整至最佳工作距离，连接采集模块至磁致伸缩位移计的输出电缆，即可开始实时获取轨道纵向位移变化量。

综上，本申请的方案的优点可以如下：

(1)测量精度高，测量范围大，可满足无缝线路施工中精度优于1mm、量程大于500mm的要求。

(2)磁致伸缩位移计安装方便，充分利用了有砟无砟轨道施工中的轨枕及预应力板的螺旋道钉及预埋套管，解决了施工现场地面不平等安装难题。

(3)磁致伸缩位移计适应范围广，对光、烟雾、灰尘、水滴等不敏感，且无需额外封装便能适应野外施工环境(温度、防水等)。

(4)测量过程装置安装好后，无需人工介入，实时传输位移变化过程，为无缝线路焊连锁定过程中应力释放和拉轨提供判决准则，提升了轨道施工质量。

需要说明的是，本申请的方案经过了轨道实验室试装测试及京郊无缝线路实际施工现场试用，安装简单，测量准确，为无缝线路施工过程管理提供了信息化的手段，在一定程度上释放了人力。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。